2572: Físicos criaram um dispositivo que consegue “esquecer” memórias

CIÊNCIA

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O cérebro é a melhor máquina de computação, por isso, não é de admirar que os cientistas queiram imitá-lo. Agora, uma nova investigação deu um passo intrigante nessa direcção: um dispositivo capaz de “esquecer” memórias.

Este novo dispositivo, baptizado de “memoristor de segunda ordem” (uma mistura entre “memória” e “resistor”), imita uma sinapse do cérebro humano na forma como este se lembra de informações e depois as perde, de forma gradual, se não forem usadas durante um longo período de tempo, escreve o Science Alert.

Embora este memoristor ainda não tenha um uso prático, pode eventualmente ajudar os cientistas a desenvolver um novo tipo de neuro-computador — a base dos sistemas de Inteligência Artificial — que cumpriria algumas das mesmas funções que um cérebro desempenha.

Num chamado neurocomputador analógico, os componentes electrónicos no chip (como o memoristor) podem assumir o papel de neurónios e sinapses individuais, o que pode reduzir os requisitos de energia do computador e, ao mesmo tempo, acelerar os cálculos.

Actualmente, os neuro-computadores analógicos são apenas hipotéticos, uma vez que precisamos ainda de descobrir como a electrónica pode imitar a plasticidade sináptica — a forma como as sinapses cerebrais activas se fortalecem com o tempo e as inactivas ficam mais fracas.

Tentativas anteriores de produzir memoristores usavam pontes condutoras nano-métricas, que decairiam com o tempo, da mesma forma que as memórias poderiam decair na nossa mente.

“O problema com essa solução é que o dispositivo tende a mudar o seu comportamento ao longo do tempo e quebra após uma operação prolongada”, explica Anastasia Chouprik, física do Instituto de Física e Tecnologia de Moscovo (MIPT).

Sinapse, à esquerda, versus o memoristor, à direita

“O mecanismo que usamos agora para implementar a plasticidade sináptica é mais robusto. De facto, após mudar o estado do sistema 100 mil milhões de vezes, ainda estava a funcionar normalmente, por isso os meus colegas pararam o teste de resistência”.

Neste caso, a equipa utilizou um material ferroeléctrico — óxido de háfnio — em vez das pontes nano-métricas, com uma polarização eléctrica que muda em resposta a um campo eléctrico externo. Isto significa que os estados de baixa e alta resistência podem ser definidos por pulsos eléctricos.

O que torna o óxido de háfnio ideal e o coloca à frente de outros materiais ferroeléctricos é o facto de já estar a ser usado para construir micro-chips por empresas como a Intel, fazendo com que seja mais fácil e barato introduzir memoristores quando vier a existir um neuro-computador analógico.

O actual “esquecimento” é implementado através de uma imperfeição que dificulta o desenvolvimento de microprocessadores baseados em háfnio — defeitos na interface entre o silício e o óxido de háfnio. Esses mesmos defeitos permitem que a condutividade do memoristor diminua com o tempo.

É um começo promissor, mas ainda há um longo caminho a percorrer: estas células de memória ainda precisam de ser mais confiáveis, por exemplo, e a equipa também quer investigar como o seu novo dispositivo pode ser incorporado à electrónica flexível.

Os resultados desta investigação foram publicados na ACS Applied Materials & Interfaces.

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Por ZAP
4 Setembro, 2019